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搞懂机构运动,一篇就够!—— SOLIDWORKS Motion 运动仿真全解析
编辑: 发表时间:2025-12-8 9:00:00 浏览次数:

还在靠“手算+想象”预判产品动作?
👉 马达装哪里不会卡?
👉 凸轮曲线怎么设计才平稳?
👉 重力会不会让某个连杆突然“翻车”?

SOLIDWORKS Motion 给你一双“透视眼”,让机构在电脑里先跑起来,问题提前暴露,方案一次做对!

在工程设计和产品开发中,运动仿真是一个非常重要的环节。它能帮助工程师和设计师更直观地理解产品的运动原理和装配关系。什么是SOLIDWORKS Motion运动仿真?

运动仿真概述

机构是实现运动传递和/或实现力的转换的机械装置。运动仿真是利用计算机模拟机构的运动学状态和动力学状态。

🌟 5 分钟速通 Motion 核心逻辑

关键词 一句话秒懂
运动学 只看“怎么动”,质量和力统统忽略——自由度=0,结果唯一。
动力学 质量、外力、摩擦力全算进来——自由度>0,结果随参数而变。
刚体 仿真世界里“零变形”的超材料,计算快、结果准。
配合 把 3D 装配里的“重合”“同轴”自动翻译成运动副,省去二次建模。
马达/力 位移、速度、加速度、扭矩、弹簧、阻尼、重力……想怎么加就怎么加。

🛠 实操 3 步走,机构动起来!

1️⃣ 装配体里“一键”激活 Motion
所有配合自动映射,0 额外工作量!

2️⃣ 拖拽马达 + 设置力
旋转马达、线性力、重力场,30 秒完成载荷定义。

3️⃣ 点击“运行”→ 生成曲线 & 动画
位移、速度、加速度、支反力,一键出图,PPT 直接截图就能汇报!

运动学与动力学系统

Motion中,系统或机构由通过机械约束连接的刚性构件组成。系统的运动由系统中的机构约束、部件的质量属性、外加载荷、驱动运动和时间决定。在Motion中可分析两种类型的机构:

运动学系统:在运动学系统中,构件的运动在强迫运动或受限运动条件下出现。系统的运动只有一种可能,质量或应用力改变并不会改变系统运动状况。这样的机构自由度为零,或者说,系统只有一个解决方案。

动力学系统:动力学系统中构件的运动取决于构件质量及应用里。如果质量或应用力改变,运动状况将随之改变。这样的机构自由度大于零,或者说,系统有一个以上的解决方案。

总之,运动学系统和动力学系统最根本的区别在于运动学系统的运动不受质量或外加载荷的影响,而动力学系统则容易收到质量或外加载荷改变的影响。

运动分析步骤:

在每个时间步长,程序使用改进的Newton-Raphson迭代法进行求解。

通过非常小的时间步长,根据零件的初始状态或前一时间步长的结果,软件可以预测下一时间步长零件状态。

求解结果必须满足

构件速度

连接构件的配合

力与加速度

运算结果不断迭代直到满足预定的精确度。

Motion机构设置基本知识

刚体:

Motion中,所有构件被看作为理想刚体,这也意味着在仿真过程中,构件内部和构件之间都不会出现变形。刚性物体可以是SOLIDWORKS单一零件或子装配体。

固定零件:

一个刚性物体可以是固定零件或者浮动(运动)零件。固定零件是绝对静止的,每个固定的刚性自由度为零。在其它刚体运动时,固定零件作为这些刚体的参考坐标系统。

浮动零件:

运动零件被定义为机构中的运动部件,每个运动部件有6个自由度。

配合:SOLIDWORKS配合定义了刚性物体是如何连接和如何彼此相对运动的。配合移去所有连接构件的自由度。

马达:

马达可以控制一个构件在一段时间的运动状况,它规定了构件的位移、速度和加速度为时间函数。

引力:

当一个物体的重量对仿真运动有影响时,引力是一个很重要的量,例如一个自由落体。

约束映射概念:

约束映射就是SOLIDWORKS中零件之间的配合(约束)会自动影射为Motion中的连接。这也是Motion节约运动分析时间的主要原因之一。

力:

当在Motion中定义不同的约束和力后,相应的位置和方向将被指定。这些位置和方向源自所选择的SOLIDWORKS实体。

📌 写在最后

最好的样机,永远是“先跑一遍”的虚拟样机。
把试错留在屏幕里,把成功带到产线。
SOLIDWORKS Motion,让每一次运动都“有数可依”!

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